南方稻區(qū)雜交中秈稻高產(chǎn)品種的庫(kù)源結(jié)構(gòu)及其優(yōu)化調(diào)控規(guī)律研究進(jìn)展*

徐富賢熊 洪張 林朱永川劉 茂蔣 鵬郭曉藝周興兵

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所/農(nóng)業(yè)部西南水稻生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 德陽(yáng) 618000; 2.國(guó)家水稻改良中心四川瀘州分中心 瀘州 646100)

南方稻區(qū)雜交中秈稻高產(chǎn)品種的庫(kù)源結(jié)構(gòu)及其優(yōu)化調(diào)控規(guī)律研究進(jìn)展*

徐富賢1,2熊 洪1,2張 林1,2朱永川1,2劉 茂1,2蔣 鵬1,2郭曉藝1周興兵1

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所/農(nóng)業(yè)部西南水稻生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 德陽(yáng) 618000; 2.國(guó)家水稻改良中心四川瀘州分中心 瀘州 646100)

探明水稻高產(chǎn)品種的庫(kù)源結(jié)構(gòu),對(duì)指導(dǎo)育種實(shí)踐具有普遍意義。在大面積水稻生產(chǎn)中,利用品種自身的庫(kù)源特征及種植地的生態(tài)和土壤肥力關(guān)鍵指標(biāo)及其與高產(chǎn)栽培技術(shù)的相關(guān)性,確定品種高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效栽培模式,不僅可節(jié)省因種栽培所需的人力、財(cái)力,還可加快新品種示范、推廣進(jìn)程。本文根據(jù)已報(bào)道資料,結(jié)合筆者20余年的研究結(jié)果,綜合分析了雜交水稻高產(chǎn)品種的庫(kù)源特征及其因種優(yōu)化調(diào)控規(guī)律的研究進(jìn)展。主要內(nèi)容包括:(1)水稻高產(chǎn)品種的穗粒數(shù)以160～220粒為佳,這類品種在協(xié)調(diào)了“庫(kù)”與“源”矛盾的同時(shí),還較好地利用了基部綠葉的光合生產(chǎn)能力;大穗型品則應(yīng)通過(guò)適當(dāng)增施粒肥,充分發(fā)揮下部葉片的光合功能以提高結(jié)實(shí)率和千粒重。(2)采用擴(kuò)“庫(kù)”增“源”的高產(chǎn)栽培策略,增施氮肥以補(bǔ)充光合源,從而保證在高粒葉比情況下有較好的籽粒充實(shí)度。旱育秧比當(dāng)?shù)貪駶?rùn)育秧的增產(chǎn)量與海拔高度呈極顯著正相關(guān),與當(dāng)?shù)貪駶?rùn)育秧的產(chǎn)量水平呈極顯著負(fù)相關(guān);水稻高產(chǎn)高效氮肥施用量與地理位置和土壤肥力呈極顯著線性關(guān)系。氮后移的增產(chǎn)效果與稻田地力呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,并通過(guò)提高穗粒數(shù)和千粒重而增產(chǎn)。建立了以齊穗期劍葉SPAD值(X)預(yù)測(cè)粒肥高效施用量(Y)的簡(jiǎn)便適用新方法,Y=-30.798X+1 340.9,r=0.954 7**。形成了水稻高產(chǎn)與蓄水相結(jié)合的水分管理技術(shù)。(3)水稻高產(chǎn)栽插密度分別與施氮量和不同品種之間的穗粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;每穗粒數(shù)偏少的品種更適宜強(qiáng)化栽培,生產(chǎn)上以選擇傳統(tǒng)栽培條件下的穗粒數(shù)不超過(guò)170粒的中小穗型品種為宜。前氮后移增產(chǎn)量(Y)與雜交組合穗粒數(shù)(X)的關(guān)系可表述為:Y=2 607.9-11.02X(R2=0.630 8),穗粒數(shù)≤237粒可作為采用前氮后移施肥法的雜交品種的選擇指標(biāo)。有待進(jìn)一步補(bǔ)充和完善的研究?jī)?nèi)容主要有:適應(yīng)機(jī)插、機(jī)收的雜交水稻品種“庫(kù)”“源”結(jié)構(gòu),雜交水稻前期苗情診斷與高產(chǎn)高效施肥技術(shù),雜交水稻倒伏的早期監(jiān)測(cè)與預(yù)防技術(shù),和雜交水稻減氮增產(chǎn)高效技術(shù)。

雜交水稻 高產(chǎn)品種 庫(kù)源結(jié)構(gòu) 優(yōu)化調(diào)控 前氮后移 施氮量 穗粒數(shù)

我國(guó)南方稻區(qū)現(xiàn)有雜交水稻面積在1 500萬(wàn)hm2左右,2012年我國(guó)的雜交稻在東南亞及美國(guó)等國(guó)外種植面積已超過(guò)520萬(wàn)hm2。雜交水稻總面積約占全世界水稻面積的13.3%,平均每公頃產(chǎn)量比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)品種高出2 t左右[1]。因此,發(fā)展雜交水稻對(duì)我國(guó)乃至世界糧食增產(chǎn)具有重大意義。水稻產(chǎn)量除受品種遺傳基因的控制外,很大程度上受環(huán)境條件、土壤肥力和栽培措施的影響[2]。為了提高水稻高產(chǎn)育種與栽培效率,本文根據(jù)已報(bào)道資料,結(jié)合筆者20余年的研究結(jié)果,分析總結(jié)了雜交水稻高產(chǎn)品種的庫(kù)源特征及其因種優(yōu)化調(diào)控規(guī)律的研究進(jìn)展,以供廣大雜交水稻育種、栽培與推廣科技人員參考。

1 水稻庫(kù)源結(jié)構(gòu)及其調(diào)控在指導(dǎo)品種選育和高產(chǎn)栽培中的理論價(jià)值

水稻產(chǎn)量和米質(zhì)是良種、環(huán)境和良法互作的綜合體現(xiàn),其中水稻基因型是高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的主導(dǎo)因子。在雜交水稻遺傳育種工作中,育種家們通過(guò)不同遺傳背景的基因型材料雜交,再?gòu)膬?yōu)良親本間的雜交后代中選擇高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種。不同的基因型表現(xiàn)不同的表型性狀,育種工作者根據(jù)表型性狀(庫(kù)源特征)進(jìn)行初步選擇。由于不同生態(tài)條件影響和不同育種者對(duì)理想株型的認(rèn)識(shí)差異,在水稻育種上存在不同觀點(diǎn)。如黃耀祥等在20世紀(jì)60年代開(kāi)始注重矮化育種[3],楊守仁等[4]20世紀(jì)80年代提出了水稻超高產(chǎn)的理想株型理論,周開(kāi)達(dá)等[5]20世紀(jì)末期主張重穗型雜交育種,程式華等[6]在21世紀(jì)初提出了后期功能型育種,其他眾多育種家還有各自的選擇經(jīng)驗(yàn)。雖然提出的選擇方向有明顯差異,但均涉及品種的庫(kù)源結(jié)構(gòu)。因此,探明水稻品種間產(chǎn)量與庫(kù)源結(jié)構(gòu)的關(guān)系,對(duì)指導(dǎo)育種實(shí)踐具有普遍意義。

關(guān)于水稻因種高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培,先期主要針對(duì)某一品種開(kāi)展相應(yīng)的栽培技術(shù)研究。如孫永健等[7]研究了水肥運(yùn)籌對(duì)雜交稻‘岡優(yōu)725’產(chǎn)量及品質(zhì)的影響;楊志遠(yuǎn)等[8]、徐富賢等[9]分別研究了栽培方式和氮肥管理與雜交中稻‘Ⅱ優(yōu)498’和‘川優(yōu)9838’的產(chǎn)量和氮肥利用率的關(guān)系;作者[9-10]近期探索了優(yōu)質(zhì)雜交中稻‘渝香優(yōu)203’產(chǎn)量的地域差異及其磷鉀高效施用量,從而獲得各品種的高產(chǎn)高效和優(yōu)質(zhì)的栽培技術(shù)。我國(guó)水稻種植面積大,每年通過(guò)全國(guó)或各省(市)審定的雜交水稻品種上百個(gè),對(duì)一個(gè)品種而言其高產(chǎn)栽培技術(shù)的研究至少需要2～3年的時(shí)間,若每個(gè)品種均開(kāi)展因種栽培研究工作,無(wú)論是時(shí)間還是財(cái)力、人力都難以滿足需要,只能針對(duì)一些重要品種或?qū)υ耘嗉夹g(shù)有特殊要求的品種進(jìn)行研究。故此,通過(guò)研究品種庫(kù)源特征、不同生態(tài)條件和土壤地力與其高產(chǎn)栽培技術(shù)的相關(guān)性,大面積水稻生產(chǎn)上則可根據(jù)品種自身的庫(kù)源特征及種植地的生態(tài)和土壤肥力關(guān)鍵指標(biāo),大致確定其高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效栽培模式。既大大節(jié)省了因種栽培所需的人力、財(cái)力,還加快了新品種的示范、推廣進(jìn)程。因此開(kāi)展因種高產(chǎn)調(diào)控規(guī)律研究,具有費(fèi)省效宏的重要作用。

2 雜交水稻高產(chǎn)品種的庫(kù)源結(jié)構(gòu)

2.1 品種間產(chǎn)量與庫(kù)源結(jié)構(gòu)的關(guān)系

水稻產(chǎn)量受籽粒充實(shí)度影響極大,而籽粒充實(shí)度又受到源庫(kù)結(jié)構(gòu)制約。曹顯祖等[11]將長(zhǎng)江中、下游中熟秈、粳品種分為增源增產(chǎn)、增庫(kù)增產(chǎn)以及庫(kù)源互作3種類型,其中重穗型品種多屬增源增產(chǎn)型,而穗數(shù)型品種多屬增庫(kù)增產(chǎn)型[11-12]。朱慶森等[13]對(duì)大量典型的秈粳亞種間雜交種組合的產(chǎn)量源庫(kù)特征研究指出,亞種間雜交組合的庫(kù)容優(yōu)勢(shì)很明顯,但大多數(shù)組合的光合產(chǎn)物向穗部運(yùn)轉(zhuǎn)不暢而限制了其高產(chǎn)潛力;采用秈粳雜交稻育種方法可獲得“庫(kù)”大“流”暢的重穗型組合,群體穗粒數(shù)可達(dá)300粒以上[14-15],也因“源”不足而影響產(chǎn)量[11-13]。在重穗型雜交水稻育種實(shí)踐中,明確源庫(kù)特征臨界值可作為育種工作者的選擇指標(biāo)。為此,徐富賢等[16]以多個(gè)雜交中稻組合為材料,在兩種密、肥處理下,研究了品種間源庫(kù)結(jié)構(gòu)對(duì)籽粒充實(shí)度的影響。結(jié)果表明,在保證每公頃理論產(chǎn)量和產(chǎn)量潛力分別達(dá)9 t和11 t,結(jié)實(shí)率不低于80%的高產(chǎn)前提下,最適宜的穗粒數(shù)為160～220粒,相應(yīng)每公頃有效穗、千粒重、葉粒比、結(jié)實(shí)率、籽粒充實(shí)率、籽粒充實(shí)指數(shù)和單穗重取值范圍如表1所示?？勺鳛檫x擇高產(chǎn)雜交水稻組合的參考依據(jù)。根據(jù)表1顯示的庫(kù)源特征分析,在長(zhǎng)江上游雜交中稻大面積高產(chǎn)栽培條件下,群體穗粒數(shù)小于160粒、160～220粒和大于220粒的組合,分別屬增庫(kù)增產(chǎn)型、庫(kù)源互作型和增源增產(chǎn)型。其中增庫(kù)增產(chǎn)型組合表現(xiàn)為“庫(kù)”小“源”足、籽粒充實(shí)度較好、“源”利用不夠充分;增源增產(chǎn)型組合則相反,表現(xiàn)為“庫(kù)”大“源”小、籽粒充實(shí)度差,產(chǎn)量潛力未有充分發(fā)揮;而庫(kù)源互作型組合較為理想。因此,生產(chǎn)上應(yīng)根據(jù)不同類型組合采取相應(yīng)的栽培措施。徐富賢等[17]進(jìn)一步分別在夏旱田、普通田和囤水田3類冬水田下的研究認(rèn)為,雜交中稻產(chǎn)量在不同稻田類型間產(chǎn)量差異顯著,30個(gè)雜交組合在不同稻田類型的產(chǎn)量變異趨勢(shì)一致,品種與稻田類型的互作效應(yīng)不顯著;冬水田雜交中稻高產(chǎn)栽培的主攻目標(biāo)是通過(guò)增加有效穗而提高穎花量,提出了在3類稻田均可獲得高產(chǎn)的雜交中稻組合的穗粒數(shù)、最高苗、有效穗、結(jié)實(shí)率、千粒重、穎花量、葉面積指數(shù)、粒葉比、單穗重的具體庫(kù)源特征,與前文[16]結(jié)果相符(表1)。矮稈品種具有莖粗壯、節(jié)密、重心低,耐肥抗倒、分蘗力強(qiáng)、出蘗早而快,成穗率高,有效穗較多等生理優(yōu)勢(shì)[3]。袁隆平[15]指出水稻超高產(chǎn)育種并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格的定義,各家各派提出的產(chǎn)量指標(biāo)并不相同;并根據(jù)某一超高產(chǎn)的品種表型值提出了雜交水稻超高產(chǎn)品種的株型特征。徐富賢等[18]還以15個(gè)雜交中稻品種為材料,在高產(chǎn)栽培條件下研究了灌漿期的庫(kù)源特征與產(chǎn)量的關(guān)系。結(jié)果表明,提高齊穗期和成熟期的LAI、地上部干物重是水稻品種獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ),庫(kù)大源足是高產(chǎn)品種的重要特征。高產(chǎn)品種每公頃產(chǎn)量9 000 kg以上的庫(kù)源特征為:齊穗期的LAI為6.5～7.0,成熟期的LAI為3.5～4.0,成熟期的生物產(chǎn)量為每公頃18 750 kg左右,每公頃穎花數(shù)37 500萬(wàn)朵以上,齊稻期葉粒比1.7 cm2·粒-1左右。

根據(jù)以上研究結(jié)果,筆者認(rèn)為,水稻品種穗粒數(shù)可綜合反映庫(kù)源結(jié)構(gòu)狀況,高產(chǎn)品種的穗粒數(shù)以160～220粒為佳,其中長(zhǎng)江上游地區(qū)宜偏上限,長(zhǎng)江中、下游地區(qū)偏下限較好。

2.2 品種間籽粒充實(shí)度與庫(kù)源結(jié)構(gòu)的關(guān)系

2.2.1 灌漿期下部葉片對(duì)籽粒灌漿結(jié)實(shí)的作用與庫(kù)源結(jié)構(gòu)的關(guān)系

水稻抽穗后總穎花量已形成,產(chǎn)量高低受籽粒灌漿結(jié)實(shí)狀況制約較大。如萬(wàn)安良等[19]通過(guò)剪葉處理對(duì)籽粒產(chǎn)量影響的研究認(rèn)為,水稻抽穗期保留上部3葉處理與全留葉處理間產(chǎn)量差異不顯著,說(shuō)明倒4葉以下葉片對(duì)灌漿結(jié)實(shí)幾乎沒(méi)有作用。這可能與其試驗(yàn)材料為小穗型、高葉粒比的常規(guī)稻品種有關(guān)。筆者以中等穗型的雜交組合‘汕優(yōu)63’為材料的研究結(jié)果表明,齊穗期在倒1葉、倒2葉與倒3葉的光合能力正常情況下,倒4葉以下葉片對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)較小[20],這與萬(wàn)安良等[19]的結(jié)論基本一致。而楊建昌等[21]研究認(rèn)為,冠層倒4葉至倒1葉葉長(zhǎng)與每穗總粒數(shù)呈極顯著正相關(guān),冠層各葉葉長(zhǎng)與結(jié)實(shí)率、千粒重及單株產(chǎn)量的關(guān)系因品種類型不同而有較大差異。其中,重穗型雜交稻組合‘汕優(yōu)3號(hào)’等的倒4葉、倒5葉長(zhǎng)度與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),而庫(kù)限制型品種‘鹽粳2號(hào)’等的倒4葉、倒5葉長(zhǎng)度對(duì)產(chǎn)量影響較小。凌啟鴻等[22]研究則認(rèn)為,水稻生長(zhǎng)前期下部葉片通過(guò)對(duì)影響后期長(zhǎng)出的葉片營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量而間接對(duì)產(chǎn)量有顯著增產(chǎn)作用。作者等[23]再次研究指出,雜交中稻齊穗期倒4以下葉片對(duì)產(chǎn)量的作用與品種間穗粒數(shù)有關(guān),群體穗粒數(shù)高于185粒的品種,倒4以下葉片對(duì)產(chǎn)量有顯著增加作用,而群體穗粒數(shù)低于185粒的品種則沒(méi)有作用。而當(dāng)穗粒數(shù)超過(guò)220粒時(shí),即使充分利用了倒4以下葉片對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn),終因“源”嚴(yán)重不足致植株早衰、籽粒充實(shí)度差[16]。選擇群體穗粒數(shù)185～220粒的雜交組合,即可充分利用倒4以下葉片的光合功能,又能保持較高水平的籽粒充實(shí)度而高產(chǎn)[24]。分析以上研究結(jié)果,作者認(rèn)為灌漿期下部葉片對(duì)籽粒灌漿結(jié)實(shí)的作用與品種類型有關(guān),源限制型品種應(yīng)盡可能延長(zhǎng)倒4以下葉片的功能期,促進(jìn)籽粒灌漿結(jié)實(shí);庫(kù)限制品種則只要正常利用上部3片葉的光合功能即可。

表1 雜交稻不同籽粒充實(shí)度組合的穗部性狀與源庫(kù)特征預(yù)測(cè)Table 1 Prediction of panicle characters and source-sink characteristics for different grain plumpness index of hybrid rice

2.2.2 粒重穩(wěn)定性與庫(kù)源結(jié)構(gòu)的關(guān)系

在產(chǎn)量構(gòu)成因素中千粒重是相對(duì)穩(wěn)定的一個(gè)性狀,但在不同生態(tài)環(huán)境與栽培水平條件下仍有較大變幅。王余龍等[25-26]分析了成熟期‘武育粳2號(hào)’不同比重籽粒的有關(guān)性狀,結(jié)果表明,不同比重谷粒及其糙米的長(zhǎng)、寬度差異較小,厚度、體積差異較大,千粒重極差達(dá)6.43 g。不同施肥處理間全穗飽粒千粒重的極差‘汕優(yōu)63’為3.91 g,‘Koganemasari’為5.43 g,‘9004’為7.62 g;稻穗不同部位飽粒千粒重的提高幅度為下部枝梗籽粒大于中部枝梗籽粒,中部枝梗籽粒大于上部枝梗籽粒,一、二次枝梗趨勢(shì)一致[26]。并從施氮時(shí)期與濃度、根系活力、灌漿物質(zhì)供應(yīng)水平、灌漿過(guò)程、籽粒著生部位與籽粒性狀等多角度研究了同一品種粒重差異的機(jī)理[25-27]。作者[28]通過(guò)剪葉、疏花、密肥等處理的研究結(jié)果顯示,雜交組合間千粒重變異值的極差最高可達(dá)4.39 g,穗粒數(shù)越多品種的千粒重的變異度越大。群體穗粒數(shù)≤146粒的雜交組合,“源”供應(yīng)量較充足,其千粒重在不同栽培處理間的變異值的極差低于1 g,可作為不需要通過(guò)栽培措施提高籽粒充實(shí)度的臨界參考指標(biāo)。作者進(jìn)一步研究了庫(kù)源調(diào)節(jié)對(duì)雜交中稻強(qiáng)弱勢(shì)粒的影響指出,過(guò)多施用氮肥不利于籽粒增重。強(qiáng)勢(shì)力明顯比弱勢(shì)粒千粒重高,但通過(guò)適當(dāng)增加“源”的供應(yīng)量,提高葉粒比水平,弱勢(shì)粒可以達(dá)到或超過(guò)正常生長(zhǎng)植株強(qiáng)勢(shì)粒的充實(shí)率水平[29]。

綜上研究結(jié)果,灌漿期品種間庫(kù)源結(jié)構(gòu)對(duì)籽粒灌漿結(jié)實(shí)的影響較大,大穗型品種應(yīng)注意通過(guò)適當(dāng)增施粒肥,充分發(fā)揮下部葉片的光合功能以提高結(jié)實(shí)率和千粒重。

2.3 根系活力與品種間庫(kù)源結(jié)構(gòu)的關(guān)系

根系功能,尤其是中、后期根系功能對(duì)產(chǎn)量有明顯影響。Kawata等[30]指出,最上3個(gè)發(fā)根節(jié)上的上層根數(shù)量越多產(chǎn)量越高。有研究結(jié)果[31-32]表明,自上而下第4發(fā)根節(jié)位以下生長(zhǎng)的下層根的數(shù)量和吸收能力與穎花數(shù)、穗重及產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)?？梢?jiàn)水稻發(fā)根力和根系活力對(duì)高產(chǎn)育種的重要性,但又難以在田間直接應(yīng)用。為此,筆者以15個(gè)雜交中稻品種為材料,研究了發(fā)根力及根系活力與地上部性狀的關(guān)系。結(jié)果表明,雜交中稻品種發(fā)根力強(qiáng)可通過(guò)提高有效穗而增產(chǎn),根系活力強(qiáng)的品種有利于提高結(jié)實(shí)率,并與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)[33]。在水稻育種田間選擇工作中,可將分蘗力強(qiáng)、結(jié)實(shí)率高作為選育發(fā)根力和根系活力強(qiáng)品種的參照指標(biāo)。進(jìn)一步以21個(gè)秈型雜交中稻組合為材料,用標(biāo)準(zhǔn)化的基因型值進(jìn)行了根系及地上部植株的21個(gè)性狀對(duì)結(jié)實(shí)率的通徑分析[34]發(fā)現(xiàn),4葉期單株分蘗數(shù),分蘗盛期單株分蘗數(shù)、單株干重、發(fā)根力,齊穗期LAI、最高苗數(shù)和穗粒數(shù)7個(gè)性狀對(duì)結(jié)實(shí)率的偏相關(guān)系數(shù)達(dá)到顯著或極顯著水平,高結(jié)實(shí)率品種要求分蘗力和發(fā)根力強(qiáng),齊穗期LAI高,穗子偏小。

綜合以上結(jié)果可以看出,分蘗力強(qiáng)、結(jié)實(shí)率高的中小穗型品種的根系活力和發(fā)根力強(qiáng),有利于高產(chǎn)。

3 雜交水稻高產(chǎn)栽培技術(shù)的規(guī)律性

3.1 高產(chǎn)栽培策略

水稻高產(chǎn)栽培策略要因地制宜,不同生態(tài)稻區(qū)有明顯差異。鄒應(yīng)斌[35]認(rèn)為,水稻超高產(chǎn)的栽培策略是在選用分蘗能力中等、偏矮稈、大穗型品種的基礎(chǔ)上,采用“穩(wěn)前攻中促后”水肥運(yùn)籌原則為主的壯稈重穗栽培法。鄭家國(guó)等[36]指出,在成都平原稻-麥(油)兩季田地區(qū),保證雜交中稻有一定的有效穗數(shù)是高產(chǎn)的基礎(chǔ),提高穗粒數(shù)是進(jìn)一步高產(chǎn)的關(guān)鍵。作者的研究結(jié)果表明,西南地區(qū)水稻的高產(chǎn)栽培策略是在選用抗倒伏能力強(qiáng)的品種和確定適宜的高產(chǎn)高效施肥量條件下,注意增施有機(jī)肥和提高土壤有效氮含量;高產(chǎn)栽培的主攻目標(biāo)是增加有效穗和提高結(jié)實(shí)率[37]。

水稻高產(chǎn)需要滿足3方面條件。一是通過(guò)提高最適葉面積指數(shù)增加光合“源”的數(shù)量和質(zhì)量,但主要受當(dāng)?shù)厝照諚l件的限制[38];二是擴(kuò)大“庫(kù)容”量,即協(xié)調(diào)穗數(shù)與穗大的矛盾;三是暢“流”,即把生產(chǎn)的光合物質(zhì)高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)到籽粒中去。因此,水稻高產(chǎn)栽培努力方向是在較高有效葉面積指數(shù)條件下,保證適宜穗數(shù)范圍內(nèi)盡可能提高成穗率,使穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重在更高的水平上同步提高[39]。在具體栽培管理措施上,可在苗期適時(shí)灌深水或擱田控制后期無(wú)效分蘗,通過(guò)提高成穗率協(xié)調(diào)穗數(shù)與穗大的矛盾進(jìn)而提高產(chǎn)量[40-42]。該方法在有水源保證的地區(qū)應(yīng)用效果較好,但在水利灌溉條件差的西南冬水田區(qū)卻難以應(yīng)用。為此,作者[43]提出了冬水田區(qū)雜交中稻稀植足肥的高產(chǎn)栽培策略,即通過(guò)稀植降低苗峰,改善群體光照條件,提高成穗率,適當(dāng)降低有效穗數(shù),大幅度提高穗粒數(shù),在保持高產(chǎn)適宜葉面積指數(shù)條件下擴(kuò)大庫(kù)容量;增施氮肥補(bǔ)充光合源,保證在高粒葉比情況下有較好的籽粒充實(shí)度。核心技術(shù)是每公頃栽秧9.0萬(wàn)穴、施氮210 kg(表2)。生產(chǎn)實(shí)踐表明,該方法不僅有顯著的增產(chǎn)效果(表3),還具有明顯的省種、省工、抗倒和抑制紋枯病發(fā)生等優(yōu)點(diǎn)[44],同時(shí)稻米整精米率大幅度提高,堊白粒率明顯下降[45]。

3.2 高產(chǎn)栽培規(guī)律

3.2.1 水稻旱育秧增產(chǎn)效果與當(dāng)?shù)禺a(chǎn)量水平和海拔高度關(guān)系

培育壯秧是水稻高產(chǎn)的基礎(chǔ),水稻育秧方式主要分為旱地育秧和濕潤(rùn)育秧兩大類。其中旱地育秧具有早播、早栽、早熟、高產(chǎn)、高效的特點(diǎn)[46-47],其增產(chǎn)原理是秧苗素質(zhì)好和營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期延長(zhǎng)[48]。筆者研究結(jié)果表明,旱育秧并非在任何地方都能增產(chǎn),其比當(dāng)?shù)貪駶?rùn)育秧的增產(chǎn)量與海拔高度呈極顯著正相關(guān),與當(dāng)?shù)貪駶?rùn)育秧的產(chǎn)量水平呈極顯著負(fù)相關(guān)[48](表4),即在當(dāng)?shù)厮懋a(chǎn)量水平低于6 750 kg·hm-2和海拔1 200 m以上地區(qū)增產(chǎn)效果顯著,海拔350 m以下而且在當(dāng)?shù)厮懋a(chǎn)量水平高于9 750 kg·hm-2地區(qū)的增產(chǎn)效果欠佳。其原因在于,水稻中低產(chǎn)田地區(qū)和較高海拔地區(qū),多為肥力水平較低的稻田,水育秧的有效穗明顯不夠而低產(chǎn),采用旱育秧后因其分蘗力較水育秧強(qiáng),以致有效穗數(shù)大幅增加而增產(chǎn)幅度大;低海拔地區(qū)稻田肥力水平一般比高海拔地區(qū)高(可能與位置高的稻田肥料隨降雨向下流入有關(guān)),其水育秧?xiàng)l件下的產(chǎn)量水平相對(duì)較高,采用旱育秧后雖然其有效穗數(shù)仍有一定程度提高,但同時(shí)每穗粒實(shí)粒數(shù)有所降低,其增產(chǎn)程度相對(duì)較小;水育秧產(chǎn)量水平較高地區(qū),其群體穗粒結(jié)構(gòu)趨于合理,在旱育秧情況下,其有效穗進(jìn)一步增大甚至造成群體惡化,最終因穗粒矛盾而增產(chǎn)率不高或減產(chǎn)。

表2 雜交稻栽秧密度和施氮量對(duì)植株性狀和產(chǎn)量的影響Table 2 Effects of planting density and nitrogen application on the traits of plant and grain yield of hybrid rice

表3 雜交稻超稀栽培示范的增產(chǎn)效果Table 3 Yield increasing effect of super sparse cultivation of hybrid rice

表4 雜交稻旱育秧較水育秧增產(chǎn)量(Y)與海拔高度(X1)和水育秧產(chǎn)量(X2)的關(guān)系Table 4 Relationship between grain yield increase of upland seedlings over lowland seedlings(Y)and altitude(X1)as well as grain yield of lowland seedlings(X2)of hybrid rice

先期就水稻肥料高效利用途徑進(jìn)行了較多研究。鄭圣先等[49]根據(jù)湖南省8個(gè)雙季稻種植區(qū)水稻高、中、低產(chǎn)水稻土養(yǎng)分狀況,提出了相應(yīng)的土壤肥力提升途徑。張秀芝等[50]結(jié)合潛江地區(qū)當(dāng)年水稻價(jià)格、肥料投入費(fèi)用等計(jì)算出水稻的經(jīng)濟(jì)效益(Y)和施氮量(X)之間的函數(shù)式:Y=-0.134X2+37.097X+ 12 533-M,R2=0.933 1;由此得出經(jīng)濟(jì)效益最大時(shí)水稻的施氮量是N 138 kg·hm-2。與完全依據(jù)SPAD值指導(dǎo)關(guān)鍵生育期的氮肥施用量相近似(N 140 kg·hm-2)。楊梢娜等[51]探討了雜交粳稻‘浙優(yōu)12’最佳施氮量,與無(wú)氮肥區(qū)相比,在施N 150 kg·hm-2基礎(chǔ)上配施適量有機(jī)肥,其氮肥生理效率、氮肥回收率分別提高33.1 g·g-1和50.6%,水稻增產(chǎn)61.2%。王偉妮等[52]研究顯示,與不施肥對(duì)照相比,早、中、晚稻平衡施用氮、磷、鉀肥增產(chǎn)率分別為57.4%、44.0% 和42.3%,肥料對(duì)早、中、晚稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率分別為33.3%、28.6% 和27.8%,平衡施肥是提高稻谷產(chǎn)量的關(guān)鍵技術(shù)。

由于各地區(qū)生態(tài)條件不同[53]和土壤肥力千差萬(wàn)別,嚴(yán)重制約了先期成果的應(yīng)用效果與規(guī)模。作者[37]通過(guò)西南稻區(qū)4省(市)的7個(gè)生態(tài)點(diǎn)采用相同的試驗(yàn)方案,研究了試驗(yàn)點(diǎn)的地理位置、土壤養(yǎng)分、施氮量對(duì)水稻產(chǎn)量、穗粒結(jié)構(gòu)及氮高效施用量的影響,不僅建立了根據(jù)地理位置和主要土壤養(yǎng)分含量確定水稻氮高效施用量的新方法(表5),而且可操作性強(qiáng)。主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn):一是因?yàn)榻?jīng)度、緯度和海拔與氣候條件關(guān)系密切[53],利用目標(biāo)稻田所處地理位置的經(jīng)度、緯度和海拔取代氣候條件,較好地解決了很多地區(qū)難以獲得氣候資料的問(wèn)題,而且可精確到具體的每一塊目標(biāo)稻田,取得經(jīng)度、緯度和海拔數(shù)據(jù)方便快速;二是只需選擇部分土壤養(yǎng)分指標(biāo),有利于提高工作效率;三是因水稻品種而建立了相應(yīng)的氮高效施用量預(yù)測(cè)模型,能較好地反映出品種對(duì)溫光及肥料的反應(yīng)特性,具有更強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)性。

表5 雜交稻氮素高效施用量(Y)與試驗(yàn)點(diǎn)的地理位置、土壤養(yǎng)分和施氮水平的回歸分析(X)Table 5 Regression analysis between optimal N fertilizer application of hybrid rice(Y)and geographic sites,soil nutrients for the tested sites and N application rate(X)

3.2.3 水稻前氮后移增產(chǎn)作用與土壤地力產(chǎn)量的關(guān)系

彭少兵等[54]認(rèn)為氮肥后移有利于提高水稻氮肥利用效率是基于水稻中后期大量的干物質(zhì)積累量之需。在后移比例研究上,楊志遠(yuǎn)等[8]指出,強(qiáng)化栽培在施氮量為150 kg·hm-2條件下,穗肥占總施氮量的30%,在實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的同時(shí),顯著提高氮肥農(nóng)學(xué)利用率和生理利用率。孫永健等[55]認(rèn)為在高產(chǎn)施氮量180 kg·hm-2條件下,淹水灌溉模式的氮肥后移量以占總施氮量的40%～60%為宜,濕潤(rùn)灌溉(前期)+淺水灌溉(孕穗期)+干濕交替灌溉(抽穗至成熟期)模式的氮肥運(yùn)籌方式為基肥∶蘗肥∶孕穗肥=3∶3∶4組合最佳,旱種模式下應(yīng)減少氮肥的后移量,氮肥后移量占總施氮量的20%～40%為宜。杜曉東等[56]研究顯示,以基肥、蘗肥、穗肥、粒肥配比=5∶3∶1∶1較好?；糁醒蟮萚57]主張水稻前、中期施氮比例以 5∶5為佳。也有研究認(rèn)為氮后移并非都有增產(chǎn)效果。李武等[58]研究結(jié)果指出,穗肥增氮對(duì)‘培雜泰豐’具有一定增穗穩(wěn)粒的增產(chǎn)效應(yīng),卻沒(méi)有增加‘華優(yōu)86’的產(chǎn)量。徐富賢等[59]的研究表明,采用“底∶蘗＝ 7 ∶3”處理水稻產(chǎn)量最高,氮后移20%～30%沒(méi)有顯著的增產(chǎn)效果。仇少君等[60]的研究表明,氮后移處理與農(nóng)民習(xí)慣施肥相比,對(duì)水稻生物量、稻谷產(chǎn)量、氮利用效率以及產(chǎn)量各構(gòu)成因素均沒(méi)有顯著影響。

以上研究均在一個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)下獲得的結(jié)論,其差異是否與供試土壤肥力水平不同有關(guān),尚不明確。為此,作者[10]連續(xù)2年在西南區(qū)7個(gè)生態(tài)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步的研究,發(fā)現(xiàn)氮肥施用量與氮后移比例對(duì)稻谷產(chǎn)量的影響在試驗(yàn)點(diǎn)間表現(xiàn)各異,取決于試驗(yàn)地點(diǎn)的土壤肥力,當(dāng)?shù)咎锘A(chǔ)肥力較高(空白區(qū)產(chǎn)量超過(guò)7 000 kg·hm-2)時(shí)氮后移的增產(chǎn)效果不佳,氮后移增產(chǎn)的處理表現(xiàn)為施氮量不高、氮后移比例小,并在保持一定有效穗數(shù)基礎(chǔ)上,通過(guò)提高穗粒數(shù)和千粒重而增產(chǎn)。由此說(shuō)明,稻田基礎(chǔ)肥力差異是影響前氮后移增產(chǎn)效果的重要原因之一,中低肥力田或保水保肥能力差的稻田適宜前氮后移,高肥力田即使前期減少了一定的氮肥用量,但到中期仍能維持較高的肥力水平,因不缺肥再補(bǔ)施氮不僅不會(huì)增產(chǎn),還造成肥料損失。因此,肥力較高和保水保肥能力強(qiáng)的稻田,在適當(dāng)減少施氮總量條件下降低前氮后移的比例,通過(guò)測(cè)苗確定其后移量是非常必要的。

3.2.4 水稻粒肥高效施用量與劍葉SPAD值的關(guān)系

關(guān)于水稻穗粒肥對(duì)產(chǎn)量形成的效應(yīng),馮惟珠等[61]認(rèn)為,穗肥對(duì)土壤供氮影響到抽穗至成熟期,不施穗肥的植株拔節(jié)到成熟期吸氮量下降,而不施粒肥僅影響抽穗至成熟期的吸氮量。增施粒肥量,有利于提高莖蘗成穗率,促進(jìn)大穗形成而增產(chǎn)。陶詩(shī)順等[62]指出,施粒肥有利于緩解大穗型雜交稻葉片衰減速度,并提高結(jié)實(shí)率而增產(chǎn)。楊連新等[27]研究結(jié)果表明,在已施用促花肥和?；ǚ蕳l件下過(guò)多施用粒肥,會(huì)降低籽粒充實(shí)度而減產(chǎn)。以上從定性角度研究了穗粒肥對(duì)產(chǎn)量形成的影響,尚不能滿足生產(chǎn)上的定量需求。為此,作者[63]提出了根據(jù)齊穗期劍葉SPAD值(X)與粒肥的高效施氮量(Y,kg·hm-2)的定量關(guān)系(Y=-30.798X+1 340.9,R2=0.911 4),預(yù)測(cè)粒肥高效施氮量的新方法。該方法不僅解決了水稻粒肥高效施用的定量問(wèn)題,有效提高了氮肥施用效率,而且預(yù)測(cè)方法科學(xué)、簡(jiǎn)便。

綜上分析,作者認(rèn)為氮后移是否增產(chǎn)與施肥時(shí)的土壤供氮能力及植株的營(yíng)養(yǎng)水平有關(guān),當(dāng)土壤供氮能力及植株的營(yíng)養(yǎng)能滿足后期正常生長(zhǎng),后移的部分氮肥則沒(méi)有增產(chǎn)效果,測(cè)苗是確定適宜后移施氮量的重要方法之一。

教學(xué)是為了讓學(xué)生通過(guò)日常的學(xué)習(xí)來(lái)達(dá)到運(yùn)用的目的。而知識(shí)的運(yùn)用如果只是簡(jiǎn)單地將書(shū)本知識(shí)進(jìn)行操練，就不能真正達(dá)到靈活運(yùn)用的目的。在牛津英語(yǔ)教材中，重實(shí)踐運(yùn)用，輕語(yǔ)法教學(xué)，因此在教材中并不進(jìn)行語(yǔ)法方面的教學(xué)。但是學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，如果沒(méi)有一定的語(yǔ)法知識(shí)作為支撐，他們就不能進(jìn)行靈活的知識(shí)運(yùn)用，因此，適當(dāng)增加語(yǔ)法的教學(xué)，對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)非常重要。

3.2.5 水分管理對(duì)稻谷產(chǎn)量的影響

在保持高產(chǎn)適宜葉面積指數(shù)條件下,通過(guò)擴(kuò)大庫(kù)容量提高粒葉比,有利于提高光合效率而增產(chǎn)[39]。據(jù)此理論,凌啟鴻等[40]、蔣彭炎等[41]提出在早發(fā)基礎(chǔ)上,當(dāng)全田總苗數(shù)達(dá)到高產(chǎn)計(jì)劃穗數(shù)的80%左右時(shí)開(kāi)始灌深水或擱田控制后期無(wú)效分蘗,其成穗率可提高到90%～95%,促進(jìn)大穗的形成,較好地協(xié)調(diào)了穗數(shù)與穗大的矛盾進(jìn)而增加庫(kù)容達(dá)到增產(chǎn)的目標(biāo)[42]。但是,這一方法在四川盆地東南部冬水田區(qū)卻難以應(yīng)用,該區(qū)水利灌溉條件差,深灌無(wú)水源保證;即使進(jìn)行了深水控苗,由于技術(shù)上要求水深以不浸沒(méi)主莖最上位全展葉的葉枕為度,以后隨著苗體長(zhǎng)高,逐漸加深水層,一直保持到50%主莖倒二葉露尖,深水時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10～15 d。此期稻田正值高溫高濕生態(tài)環(huán)境下,極易誘發(fā)水稻紋枯病大發(fā)生導(dǎo)致減產(chǎn)。如采用擱田控苗的方法,技術(shù)上要求擱到土壤相對(duì)含水量為40%～50%(田土硬實(shí),腳踏有印而不陷)時(shí),灌1次淺水,次日再排再擱,反復(fù)多次進(jìn)行,直到50%主莖倒二葉露尖。這也要求有足夠水源作保證,而該區(qū)常常春夏旱頻繁,灌溉條件又差,稻農(nóng)不敢排水?dāng)R田。為此,作者近期發(fā)明了“一種冬水(閑)田水稻高產(chǎn)與蓄水相結(jié)合的水分管理技術(shù)”(專利申請(qǐng)中),即移栽—分蘗盛期和孕穗期—成熟期保待田間最大水層在6 cm以內(nèi),分蘗盛期—孕穗期保持田間最大水層在20 cm以內(nèi);收獲—翌年栽秧保待田間最大水層在35 cm以內(nèi)。與傳統(tǒng)水分管理技術(shù)相比,能顯著提高不同穗型水稻產(chǎn)量水平的同時(shí),還可大量利用自然降水,顯著增強(qiáng)稻田抗旱能力。

3.3 因種調(diào)控技術(shù)

3.3.1 水稻本田高產(chǎn)適宜插秧密度與品種間穗粒數(shù)關(guān)系

先期因種栽培的研究較多[6-10],而開(kāi)展品種間高產(chǎn)共性技術(shù)的研究極少。筆者利用本研究團(tuán)隊(duì)1978—1996年分別以25個(gè)早、中秈水稻品種為材料,開(kāi)展的高產(chǎn)栽培技術(shù)研究結(jié)果,分析了25個(gè)品種高產(chǎn)處理的技術(shù)差異性[64]:栽插密度和高產(chǎn)最適宜有效穗數(shù)在品種間差異極顯著;高產(chǎn)栽插穴數(shù)(Y:104·hm-2)分別與品種的穗粒數(shù)(X1)和施氮量(X2:kg·hm-2)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,Y=61.545-0.174 9X1-0.066 81X2,F=160.76**,N=19,其他栽培技術(shù)在品種間的差異均不顯著。因此,在大面積生產(chǎn)中,除有特殊要求的品種外,只需知道品種群體穗粒數(shù)和本田施氮量就可確定其本田高產(chǎn)栽培密度,播種期、播種量、移栽葉齡、每穴栽秧量按當(dāng)?shù)卮竺娣e傳統(tǒng)技術(shù)實(shí)施即可,無(wú)需再針對(duì)不同品種開(kāi)展因種高產(chǎn)栽培技術(shù)研究。

3.3.2 適應(yīng)強(qiáng)化栽培品種的庫(kù)源特征

2000年以來(lái),水稻強(qiáng)化栽培技術(shù)體系在我國(guó)南方稻區(qū)進(jìn)行了廣泛研究與示范,但對(duì)其增產(chǎn)效果有較大分岐。徐富賢等[44]結(jié)果表明,中上等肥力冬水田在以“3.5葉期移栽、每公頃施氮195 kg”為核心的強(qiáng)化栽培條件下,本田移栽密度過(guò)稀(4.83萬(wàn)穴·hm-2)和過(guò)密(18.91～21.64萬(wàn)穴·hm-2)均比現(xiàn)行高產(chǎn)栽培法(4.5葉移栽、22.87萬(wàn)穴·hm-2、每公頃純氮150 kg)極顯著減產(chǎn),但當(dāng)密度稀到每公頃栽 7.51～14.80萬(wàn)穴時(shí),則能夠達(dá)到或超過(guò)現(xiàn)行高產(chǎn)栽培技術(shù)的產(chǎn)量水平。鐘海明等[65]指出,雜交水稻強(qiáng)化栽培具有明顯的增產(chǎn)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益,栽插密度不宜小于7.5萬(wàn)穴·hm-2。許鳳英等[66]認(rèn)為,與常規(guī)栽培相比,強(qiáng)化栽培可以延緩后期根系及葉片衰老,提高結(jié)實(shí)率及千粒重,進(jìn)而提高產(chǎn)量。馬均等[67]選用12個(gè)不同類型的雜交稻組合在四川綿陽(yáng)、溫江進(jìn)行了強(qiáng)化栽培試驗(yàn),結(jié)果表明,兩個(gè)試點(diǎn)各組合產(chǎn)量以7.5萬(wàn)穴·hm-2密度處理較高,增產(chǎn)原因主要是有效穗的大幅度增加。但國(guó)際水稻研究所等單位則認(rèn)為,水稻強(qiáng)化栽培原始技術(shù)在大面積生產(chǎn)中會(huì)明顯減產(chǎn),必須進(jìn)行本土化改良(2003年4月在海南三亞召開(kāi)的全國(guó)作物栽培學(xué)術(shù)會(huì)議上的報(bào)告)。

強(qiáng)化栽培是以稀植、小苗為技術(shù)核心,其增產(chǎn)效果不同試驗(yàn)點(diǎn)間差異大可能與供試品種不同有關(guān)。就水稻強(qiáng)化栽培的品種適應(yīng)性而言,馬均等[67]認(rèn)為強(qiáng)化栽培條件下,水稻的分蘗潛力能得到充分發(fā)揮,單株分蘗數(shù)可達(dá)70～80個(gè)(4.5萬(wàn)穴·hm-2密度下);強(qiáng)化栽培以選擇穗型中等偏大、分蘗力中等偏上的組合為宜。鐘海明等[65]指出,雜交水稻強(qiáng)化栽培在栽插密度7.5萬(wàn)穴·hm-2以上,以選擇分蘗力中等偏上、株型稍松散的組合為宜。作者以18個(gè)雜交中稻組合為材料的試驗(yàn)結(jié)果表明,強(qiáng)化栽培和傳統(tǒng)栽培的稻谷產(chǎn)量差異與組合的每穗粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān);傳統(tǒng)高產(chǎn)栽培條件下穗粒數(shù)≤170粒的雜交水稻組合,其強(qiáng)化栽培均比傳統(tǒng)高產(chǎn)栽培顯著增產(chǎn),穗粒數(shù)超過(guò)170粒的品種則表現(xiàn)為平產(chǎn)或減產(chǎn)[68]。究其原因,穗粒數(shù)較低的品種在強(qiáng)化栽培條件下,雖然有效穗數(shù)比傳統(tǒng)高產(chǎn)栽培有所下降,但穗粒數(shù)大幅度提高,總穎花量增加,結(jié)實(shí)率和千粒重變化不大,最終比傳統(tǒng)栽培增產(chǎn);與此相反,大穗型組合在強(qiáng)化栽培條件下,因分蘗力較弱,有效穗較傳統(tǒng)栽培明顯下降,結(jié)實(shí)率也因庫(kù)源矛盾加劇而大幅度下降,盡管穗粒數(shù)增加較多也難以彌補(bǔ)有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率下降的損失而減產(chǎn)。

作者認(rèn)為根據(jù)我國(guó)水稻生產(chǎn)、生態(tài)特點(diǎn),必須因地制宜對(duì)水稻強(qiáng)化栽培原始技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新才有較好的增產(chǎn)增收效果。綜合先期研究結(jié)果,強(qiáng)化栽培的關(guān)鍵技術(shù):品種分蘗力強(qiáng)、中小苗移栽,傳統(tǒng)高產(chǎn)栽培條件下穗粒數(shù)≤170粒的雜交水稻組合,每公頃栽插密度以7.5～15萬(wàn)穴為宜,最高不超過(guò)18萬(wàn)穴。

3.3.3 適應(yīng)不同栽培模式品種的庫(kù)源特征

許多學(xué)者以多點(diǎn)個(gè)品種或組合為材料,分別研究了各地區(qū)高產(chǎn)品種的植株形態(tài)特征。杜永等[69]提出了黃淮地區(qū)不同粳稻品種高產(chǎn)株型特征。曾勇軍等[70]對(duì)長(zhǎng)江中下游雙季稻高產(chǎn)株型特征進(jìn)行了初步研究。楊建昌等[71]通過(guò)中秈水稻品種產(chǎn)量與株型演進(jìn)特征研究,指出了水稻高產(chǎn)育種的發(fā)展趨勢(shì)。周開(kāi)達(dá)等[72]認(rèn)為亞種間雜交育種是獲得超高產(chǎn)水稻品種的重要途徑之一,并提出了其育種路線與品種特征。對(duì)指導(dǎo)各地高產(chǎn)育種具有重要作用。

水稻高產(chǎn)是品種、生態(tài)與栽培技術(shù)互作的結(jié)果。因此,適應(yīng)不同地區(qū)不同栽培模式的品種類型應(yīng)有較大差異。徐富賢等[64]分析了25個(gè)早、中秈良種的高產(chǎn)栽培技術(shù)與品種植株形態(tài)特征的關(guān)系,認(rèn)為株型松散程度與高產(chǎn)適宜栽培密度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。冬水田適宜采用穗數(shù)型品種,小苗稀植足肥的栽培方法[44]。作者進(jìn)一步指出,在3種栽培模式下,雜交中稻20個(gè)品種的平均產(chǎn)量表現(xiàn)為高密低肥>中密中肥>低密高肥,分別篩選出了適宜3種栽培模式和同時(shí)適宜3種栽培模式的雜交品種,可把雜交水稻品種的結(jié)實(shí)率作為選擇適應(yīng)不同栽培模式的科學(xué)依據(jù)[73]。

綜合以上結(jié)果,作者認(rèn)為不同生態(tài)區(qū)水稻高產(chǎn)對(duì)品種的庫(kù)源特征要求總體有較大差異,就同一生態(tài)區(qū)而言,對(duì)不同栽培模式或技術(shù)也有其適應(yīng)的品種類型。因此,在大面積生產(chǎn)實(shí)踐中,應(yīng)針對(duì)不同生態(tài)特點(diǎn)選擇適宜的栽培模式和品種類型,方可提高新品種和新技術(shù)的推廣效率。

3.3.4 適應(yīng)氮肥后移品種的庫(kù)源特征

先期眾多研究對(duì)前氮后移的增產(chǎn)效果表現(xiàn)不盡相同[8,55-56,58-59],是否與各研究者的供試品種不同有關(guān),尚不清楚。為此,作者以20個(gè)雜交中稻組合為材料,研究了“前氮后移(底肥∶促花肥∶?；ǚ?6 ∶2∶2)”與“重底早追(底∶蘗=7∶3)”兩種施氮方式與雜交組合間的產(chǎn)量及庫(kù)源結(jié)構(gòu)的互作效應(yīng)。結(jié)果表明,20個(gè)雜交組合在兩種施氮方式間的產(chǎn)量及其穗粒結(jié)構(gòu)表現(xiàn)不盡一致,前氮后移比重底早追法的增產(chǎn)量(Y)與雜交組合穗粒數(shù)(X)的關(guān)系可表述為:Y=2 607.9-11.02X(R2=0.630 8)[74]。據(jù)此推算,穗粒數(shù)≤237粒的雜交組合適宜采用前氮后移施肥法,而穗粒數(shù)高于237粒的品種則表現(xiàn)為前氮后移比重底早追減產(chǎn)。分析其因,穗粒數(shù)較少的組合因分蘗力強(qiáng),在前氮后移情況下,前期施氮量減少致群體苗峰下降、成穗率提高,仍能保持較高的有效穗數(shù),加之氮后移其穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率有所提高,最后表現(xiàn)出前氮后移比重底早追顯著增產(chǎn);反之,穗粒數(shù)過(guò)大的品種分蘗力較弱,前氮后移致群體苗峰大幅下降,有效穗數(shù)下降較大而減產(chǎn)。

綜上所述,前氮后移的增產(chǎn)效果即與品種類型有關(guān),同時(shí)還受土壤肥力水平的影響。總體而言,在中上肥力水平下選用分蘗力強(qiáng)的品種,采用前氮后移有較好的增產(chǎn)效果;穗粒數(shù)過(guò)大的品種在適當(dāng)提高施氮總量前提下,前氮后移的比例不宜過(guò)大,以20%～30%為宜。

3.3.5 機(jī)插秧的高產(chǎn)栽培技術(shù)

近年我國(guó)南方稻區(qū)水稻機(jī)插秧技術(shù)研究進(jìn)展較快[75]。張洪程等[76]研究提出了機(jī)插稻“標(biāo)秧、精插、穩(wěn)發(fā)、早擱、優(yōu)中、強(qiáng)后”高產(chǎn)栽培精確定量關(guān)鍵技術(shù)。蘇柏元等[77]研究形成了超級(jí)稻‘甬優(yōu)12’機(jī)插單產(chǎn)15 000 kg·hm-2的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)為穗數(shù)219萬(wàn)·hm-2、穗粒數(shù)329粒、結(jié)實(shí)率86%、千粒重25.5 g;配套栽培技術(shù)是培育壯秧、適期早播早栽、合理稀植、控制高峰苗、好氣灌溉、促進(jìn)根系生長(zhǎng)、培肥地力、定量施肥。作者以生產(chǎn)上推廣的多個(gè)雜交中稻組合為材料,研究了冬水田機(jī)插秧適宜的品種特性與高產(chǎn)栽培技術(shù)[78]。結(jié)果表明,機(jī)插秧因籽粒灌漿期比手插秧延長(zhǎng),全生育期機(jī)插比手插平均長(zhǎng)1.9 d。機(jī)插秧平均最高苗、有效穗、結(jié)實(shí)率分別比手插秧高,但穗粒數(shù)和千粒重分別比手插秧低,平均比手插秧增產(chǎn)184.5 kg·hm-2,增產(chǎn)2.54%。品種的最高苗數(shù)與機(jī)插秧增產(chǎn)程度呈顯著負(fù)相關(guān),機(jī)插秧以選擇分蘗力中上等品種為宜。高產(chǎn)栽培技術(shù):播種量80 g·盤(pán)-1,施氮90～135 kg·hm-2,按傳統(tǒng)的重底早追的施氮方式,4.5葉期按29.7 cm×19.8 cm寸規(guī)格移栽。

育秧質(zhì)量對(duì)機(jī)插稻產(chǎn)量影響較大,利用稻草為主要原料研發(fā)新型環(huán)保的機(jī)插稻秧盤(pán)替代傳統(tǒng)的塑料秧盤(pán),實(shí)現(xiàn)稻草有效還田和水稻可持續(xù)發(fā)展,是機(jī)插秧技術(shù)的發(fā)展方向[79]。陳惠哲等[80]設(shè)計(jì)研發(fā)了新型環(huán)保稻草機(jī)插秧盤(pán),并對(duì)所育秧苗的素質(zhì)、產(chǎn)量及機(jī)插后秧盤(pán)降解速度進(jìn)行了比較研究。結(jié)果表明,稻草秧盤(pán)培育的秧苗生長(zhǎng)健壯,根系能透過(guò)秧盤(pán)底部,且成毯性較好,搬運(yùn)過(guò)程中不斷裂,產(chǎn)量與傳統(tǒng)塑料秧盤(pán)相比差異不顯著,可代替塑料秧盤(pán)育秧機(jī)插。

4 雜交水稻高產(chǎn)高效理論與技術(shù)的研究展望

綜上所述,我國(guó)對(duì)雜交水稻高產(chǎn)品種的庫(kù)源結(jié)構(gòu)及其因種高產(chǎn)栽培調(diào)控技術(shù)方面取得了重大進(jìn)展。應(yīng)用現(xiàn)有研究成果只要告知某一雜交水稻品種的生育期、關(guān)鍵庫(kù)源特征和擬種植區(qū)的地理位置、土壤肥力水平,基本可制定其在該區(qū)的高產(chǎn)栽培技術(shù)規(guī)程,包括育秧方式、栽秧密度、栽培模式、氮肥運(yùn)籌等。但是,由于大面積生產(chǎn)稻田土壤種類、肥力水平千差萬(wàn)別以及不同年度間氣候條件差異等原因,很難制定出精準(zhǔn)高效的栽培技術(shù),尚需進(jìn)一步開(kāi)展以下研究予以補(bǔ)充和完善。

4.1 適應(yīng)機(jī)插、機(jī)收的雜交水稻品種庫(kù)源結(jié)構(gòu)研究

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)重大調(diào)整和農(nóng)村勞動(dòng)力的日益短缺,水稻生產(chǎn)規(guī)?；c機(jī)械化進(jìn)程呈加速度的發(fā)展趨勢(shì)。水稻生產(chǎn)機(jī)械化主要包括機(jī)插秧、機(jī)械收獲與機(jī)械烘干,其中對(duì)我國(guó)水稻種植機(jī)械化高產(chǎn)農(nóng)藝研究成效顯著[75],但對(duì)適宜機(jī)插秧和機(jī)收品種的庫(kù)源特征方面的文獻(xiàn)不多。筆者以10個(gè)雜交中稻組合為材料的機(jī)插秧與手插秧同田對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明,與手插秧相比,10個(gè)品種平均增產(chǎn)2.54%,其中增產(chǎn)品種6個(gè),減產(chǎn)品種4個(gè),品種最高苗數(shù)與機(jī)插增產(chǎn)程度呈顯著負(fù)相關(guān)。表明并非任何品種都適宜機(jī)插。此外,機(jī)收的田間落粒損失大,植株成熟期姿態(tài)、冠層葉片狀態(tài)、土壤硬實(shí)度對(duì)收獲效率影響較大[81]。因此,急需加強(qiáng)適應(yīng)機(jī)插、機(jī)收品種的庫(kù)源特征及不同稻田類型機(jī)收排水時(shí)間與機(jī)型選擇等方面的研究。

4.2 雜交水稻前期苗情診斷與高產(chǎn)高效施肥技術(shù)研究

盡管我國(guó)在水稻高產(chǎn)高效方面已深入系統(tǒng)的研究了較多技術(shù)模式,如水稻精確定量栽培理論與技術(shù)[82]、水稻強(qiáng)化栽培技術(shù)[83]、超級(jí)稻“三定”栽培理論與技術(shù)[84]。這些技術(shù)在科技人員的指導(dǎo)下確實(shí)能獲得較高的產(chǎn)量與效益。但在大面積生產(chǎn)中,因技術(shù)到位率不夠,往往因栽插密度不夠或施肥量不夠而難以達(dá)到預(yù)期的產(chǎn)量水平。先期十分重視中后期補(bǔ)施穗肥或粒肥對(duì)形成大穗和提高結(jié)實(shí)率方面的研究,對(duì)產(chǎn)量有一定補(bǔ)償作用,但不能顯著提高因栽插密度不夠的產(chǎn)量水平[8,10,61]。對(duì)此類稻田應(yīng)通過(guò)早期苗情診斷,盡早通過(guò)施氮肥促蘗提高有效穗而高產(chǎn),目前這方面的研究極少。郭曉藝等[85]研究認(rèn)為,雜交水稻栽后12 d分別取主莖和分蘗莖中的任一葉位,在最高苗期主莖和分蘗莖的頂1葉和頂3葉較敏感,可作為測(cè)定SPAD值以診斷前期稻田供肥能力的時(shí)機(jī)與葉位。同時(shí)還應(yīng)結(jié)合當(dāng)時(shí)稻田的苗數(shù),深入研究與水稻高產(chǎn)高效施肥量的關(guān)系,以達(dá)到早期診斷早補(bǔ)肥以達(dá)高產(chǎn)之目標(biāo)。

4.3 雜交水稻倒伏的早期監(jiān)測(cè)與預(yù)防技術(shù)研究

水稻高產(chǎn)伴隨倒伏的發(fā)生,水稻倒伏的原因?yàn)槠贩N抗倒性差、栽插密度過(guò)大、前期施肥過(guò)多和后期大風(fēng)大雨等。先期關(guān)于水稻倒伏的研究頗多,但主要集中在倒伏發(fā)生時(shí)植株的形態(tài)特征及栽培方式與倒伏的關(guān)系和倒伏發(fā)生后的減損措施方面,而就如何進(jìn)行倒伏的早期監(jiān)測(cè)與預(yù)防技術(shù)的研究極少[86]。因此,應(yīng)強(qiáng)化不同栽培模式(手插、機(jī)插、直播、拋栽等)下水稻生長(zhǎng)前期(栽后30～50 d)植株氮素含量、苗情發(fā)展動(dòng)態(tài)及苗數(shù)等與后期(齊穗至成熟)倒伏程度以及前期不同農(nóng)藝措施和植物生長(zhǎng)調(diào)控劑的使用與緩解后期倒伏關(guān)系的研究,以達(dá)到既高產(chǎn)又抗倒的目的。

4.4 雜交水稻減氮增產(chǎn)高效技術(shù)研究

近些年來(lái),我國(guó)水稻超級(jí)稻育種與超高產(chǎn)栽培取得突破性進(jìn)展,各地高產(chǎn)典型層出不窮,對(duì)保障國(guó)家糧食安全起到了重要作用。然而這些超高產(chǎn)示范區(qū)的重要支撐技術(shù)無(wú)不是建立在高施肥量特別是高氮肥基礎(chǔ)之上,很多地方出現(xiàn)高產(chǎn)不增收、肥料利用率低的生產(chǎn)問(wèn)題,并因過(guò)剩肥水流失,致江河水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化日趨嚴(yán)重,不利于水稻乃至整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。為此,急需大力開(kāi)展雜交水稻減氮增產(chǎn)高效技術(shù)研究,重點(diǎn)探索基于不同土壤肥力水平下減氮與水稻產(chǎn)量、施氮邊際效益的多年定位研究,提出不同生態(tài)區(qū)水稻減氮、增產(chǎn)、高效、可持續(xù)的栽培技術(shù)體系。

References

[1] 袁隆平.中國(guó)雜交水稻要覆蓋全球種植面積一半[EB/OL].農(nóng)博網(wǎng),(2014-05-13).http://news.aweb.com.cn/20140513/ 554551784.shtml Yuan L P.The acreage of Chinese hybrid rice will share about half of the whole world[EB/OL].Agricultural Read Extensively Web,(2014-05-13).http://news.aweb.com.cn/20140513/554551784. shtml

[2] 徐富賢,洪松.環(huán)境因素對(duì)稻米品質(zhì)影響的研究進(jìn)展[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),1994,7(2):101–105 Xu F X,Hong S.Review on effect of environmental factors on rice quality[J].Southwest China Journal of Agricultural Sciences,1994,7(2):101–105

[3] 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院.中國(guó)稻作學(xué)[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社, 1986:287–299 Chinese Academy of Agricultural Sciences.Chinese Rice[M]. Beijing:China Agriculture Press,1986:287–299

[4] 楊守仁,張龍步,王進(jìn)民.水稻理想株形育種的理論和方法初論[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),1984,17(3):6–13 Yang S R,Zhang L B,Wang J M.The theory and method of ideal plant morphology in rice breeding[J]. Scientia Agricultura Sinica,1984,17(3):6–13

[5] 周開(kāi)達(dá),汪旭東.亞種間重穗型雜交稻研究[M].成都:四川科學(xué)技術(shù)出版社,1997:17–22 Zhou K D,Wang X D.Research on the Subspecific Heavy Ear Hybrid Rice[M].Chengdu:Sichuan Science and Technology Press,1997:17–22

[6] 程式華,曹立勇,陳深廣,等.后期功能型超級(jí)雜交稻的概念及生物學(xué)意義[J].中國(guó)水稻科學(xué),2005,19(3):280–284 Cheng S H,Cao L Y,Chen S G,et al.Conception of late-stage vigor super hybrid rice and its biological significance[J]. Chinese Journal of Rice Science,2005,19(3):280–284

[7] 孫永健,楊志遠(yuǎn),孫園園,等.成都平原兩熟區(qū)水氮管理模式與磷鉀肥配施對(duì)雜交稻岡優(yōu)725產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2014,20(1):17–28 Sun Y J,Yang Z Y,Sun Y Y,et al.Effects of water-nitrogen management patterns and phosphorus and potassium fertilizer combined application on grain yield and quality of hybrid rice Gangyou 725 in rapeseed(wheat)-rice planting area of Chengdu plain[J].Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2014,20(1):17–28

[8] 楊志遠(yuǎn),胡蓉,孫永健,等.三角形強(qiáng)化栽培模式下氮肥運(yùn)籌對(duì)Ⅱ優(yōu)498產(chǎn)量及氮肥利用的影響[J].作物學(xué)報(bào),2012, 38(6):1097–1106 Yang Z Y,Hu R,Sun Y J,et al.Effects of nitrogen fertilizer management on yield and nitrogen use efficiency of Eryou 498 in triangle-planted system of rice intensification[J].Acta Agronomica Sinica,2012,38(6):1097–1106

[9] 徐富賢,何希德,熊洪,等.優(yōu)質(zhì)雜交中稻渝香優(yōu)203產(chǎn)量的地域差異及其磷鉀高效施用量的研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2014,27(5):1984–1988 Xu F X,He X D,Xiong H,et al.Yield variation of different places and optimize application amount of phosphate and potassium of mid-season hybrid rice in southwest China[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences,2014, 27(5):1984–1988

[10]徐富賢,熊洪,張林,等.西南地區(qū)氮肥后移對(duì)雜交中稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2014,20(1): 29–36 Xu F X,Xiong H,Zhang L,et al.The effect of postponing nitrogen application on grain yield and the panicle-grain structure in mid-season hybrid rice in southwest China[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer,2014,20(1):29–36

[11]曹顯祖,朱慶森.水稻品種的庫(kù)源特征及其類型劃分的研究[J].作物學(xué)報(bào),1987,13(4):265–272 Cao X Z,Zhu Q S.Study on characteristics of the relationship between source and sink in rice varietiesand their classification[J].Acta Agronomica Sinica,1987,13(4): 265–272

[12]馬均,黎漢云,李仕貴,等.重穗型雜交稻D優(yōu)527的栽培生理特點(diǎn)及調(diào)控對(duì)策研究[J].中國(guó)水稻科學(xué),2002,16(3): 231–235Ma J,Li H Y,Li S G,et al.Cultural and physiological characteristics and its cultivation practice of the heavy panicle type hybrid rice Dyou 527[J].Chinese Journal of Rice Science,2002,16(3):231–235

[13]朱慶森,張祖建,楊建昌,等.亞種間雜交稻產(chǎn)量源庫(kù)特征[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),1997,30(3):52–59 Zhu Q S,Zhang Z J,Yang JC,etal.Source-sink characteristics related to the yield in inter-subspecific hybrid rice[J].Scientia Agricultura Sinica,1997,30(3):52–59

[14]周開(kāi)達(dá),馬玉清,劉太清.穗重型雜交稻育種[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1995,13(4):403–407 Zhou K D,Ma Y Q,Liu T Q.The breeding of subspecific heavy ear hybrid rice[J].Journal of Sichuan Agricultural University,1995,13(4):403–407

[15]袁隆平.雜交水稻超高產(chǎn)育種[J].雜交水稻,1997,12(6): 1–6 Yuan L P.Hybrid rice breeding for super high yield[J].Hybrid Rice,1997,12(6):1–6

[16]徐富賢,熊洪,朱永川,等.雜交中稻源庫(kù)比對(duì)籽粒充實(shí)的影響及其高產(chǎn)組合的源庫(kù)特征[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2005, 38(2):265–271 Xu F X,Xiong H,Zhu Y C,et al.Effect of source-sink ratio on grain filling and the source-sink characteristics of high yield varieties of mid-season hybrid rice[J]. Scientia Agricultura Sinica,2005,38(2):265–271

[17]徐富賢,閻運(yùn)德,熊洪,等.冬水田區(qū)雜交中稻高產(chǎn)組合的庫(kù)源特征研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2013,15(2):144–152 Xu F X,Yan Y D,Xiong H,et al.Studies on the sink-source characteristics of mid-season hybrid rice for high yield in winter water logged field[J].Journal of Agricultural Science and Technology,2013,15(2):144–152

[18]徐富賢,鄭家奎,朱永川,等.雜交中稻高產(chǎn)品種灌漿期的庫(kù)源特征[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,23(2):120–122 Xu F X,Zheng JK,Zhu Y C,etal.Sink-source characteristics ofhigh-yielding combinations ofhybrid mid-season rice[J]. Journal of Southwest Agricultural University,2001,23(2):120–122

[19]萬(wàn)安良,鐘永模.水稻品種葉面積與穗重關(guān)系的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),1981(6):21–28 Wan A L,Zhong Y M.Studies on the relationship between the flag leaf area and the panicle weight in rice cultivars[J]. Scientia Agricultura Sinica,1981(6):21–28

[20]徐富賢,洪松.雜交中稻各葉位葉片對(duì)頭季稻及再生稻產(chǎn)量形成作用的研究[J].作物研究,1993,7(2):22–26 Xu F X,Hong S.Effects of leaves at different node-position on yield formation of main crop and rationing rice[J].Crop Research,1993,7(2):22–26

[21]楊建昌,朱慶森,曹顯祖.水稻群體冠層結(jié)構(gòu)與光合特性對(duì)產(chǎn)量形成作用的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),1992,25(4): 7–14 Yang J C,Zhu Q S,Cao X Z.Effects of the structure and photosynthetic characters of the canopy on the yield formation in rice plants[J].Scientia Agricultura Sinica,1992, 25(4):7–14

[22]凌啟鴻,龔薦,朱慶森.中稻各葉位葉片對(duì)產(chǎn)量形成作用的研究[J].江蘇農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),1982,3(2):9–19 Ling Q H,Gong J,Zhu Q S.Effects of leaves at different node-position on yield formation[J].JournalofJiangsu Agricultural College,1982,3(2):9–19

[23]朱永川,熊洪,張林,等.雜交中稻齊穗期下部葉片對(duì)結(jié)實(shí)率的影響與組合間庫(kù)源結(jié)構(gòu)的關(guān)系[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2009,22(5):1225–1231 Zhu Y C,Xiong H,Zhang L,et al.Effect of leaves below 4thleaf from top at full heading on seed set percentage in association with source-sink ratio in mid-season hybrid rice[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences,2009,22(5): 1225–1231

[24]Yoshida S.Fundamentals of Rice Crop Science[M].Los Banos:IRRI,1981:216–238

[25]王余龍,姚友禮,李曇云,等.水稻籽粒有關(guān)性狀與粒重關(guān)系的初步探討[J].作物學(xué)報(bào),1995,21(5):573–578 Wang Y L,Yao Y L,Li T Y,et al.An inquiring into grain characters and their relations with grain weight in rice(Oryza sativa L.)[J].Acta Agronomica Sinica,1995,21(5):573–578

[26]王余龍,山本由德,姚友禮,等.栽培條件對(duì)水稻粒重的影響及其原因分析[J].作物學(xué)報(bào),1998,24(3):280–290 Wang Y L,Yoshinori Y,Yao Y L,et al.Effect of cultural conditions on grain weight and it’s causes in rice[J].Acta Agronomica Sinica,1998,24(3):280–290

[27]楊連新,王余龍,黃建曄,等.施氮時(shí)期對(duì)稻穗不同部位籽粒谷殼生長(zhǎng)與發(fā)育的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)研究,2001,22(3): 7–12 Yang L X,Wang Y L,Huang J Y,et al.Effects of N application date on hull growth and its development on different positions of the panicle[J].Jiangsu Agricultural Research,2001,22(3):7–12

[28]徐富賢,張乃周,熊洪,等.雜交中稻組合間的粒重穩(wěn)定性與其庫(kù)源結(jié)構(gòu)的關(guān)系[J].雜交水稻,2009,24(4):59–64 Xu F X,Zhang N Z,Xiong H,et al.Relationship between grain weight variation and sink-source characters of midseason hybrid rice[J].Hybrid Rice,2009,24(4):59–64

[29]徐富賢,郭曉藝,張林,等.雜交中稻庫(kù)源結(jié)構(gòu)對(duì)弱勢(shì)粒灌漿結(jié)實(shí)的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2013,15(1):96–101 Xu F X,Guo X Y,Zhang L,et al.Effects of sink-source structures on filling of superior and inferior spikelets of mid-season hybrid rice[J].Journal of Agricultural Science and Technology,2013,15(1):96–101

[30]Kawata S I,Soejima M.On superficial root formation in rice plant[J].Japanese Journal of Crop Science,1974,43(3): 354–374

[31]Tatsumi J,Kono Y.Effects of shading on respiration and ammonium uptake of rice roots-comparison of activity in root from different nodes[J].Japanese Journal of Crop Science, 1980,49(1):66–74

[32]凌啟鴻,凌勵(lì).水稻不同層次根系的功能及對(duì)產(chǎn)量形成作用的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),1984,17(5):3–11 Ling Q H,Ling L.Studies on the functions of roots at differentnodepositions and their relation to the yield formation in rice plants[J].Scientia Agricultura Sinica,1984, 17(5):3–11

[33]徐富賢,鄭家奎,蔣開(kāi)鋒,等.雜交中稻發(fā)根力及根系活力與地上部性狀的關(guān)系[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2002,15(2):34–37 Xu F X,Zheng J K,Jiang K F,et al.Relationships between root growth ability and root flux activity and aerial part characteristics of hybrid mid-season rice[J].Southwest China Journal of Agricultural Sciences,2002,15(2):34–37

[34]徐富賢,鄭家奎,朱永川,等.雜交中稻根系及地上部性狀對(duì)結(jié)實(shí)率的通徑分析[J].種子,2003(2):5–6 Xu F X,Zheng J K,Zhu Y C,et al.Path analysis between characters of root and over ground and grain set rate of hybrid mid-season rice[J].Seed,2003(2):5–6

[35]鄒應(yīng)斌.水稻超高產(chǎn)栽培的理論與技術(shù)策略—兼論壯稈重穗栽培法[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,1997,18(1):31–35 Zou Y B.Theory and technique of supper high yielding of rice— the cultural method of strong individual plants and weighty panicles[J].Research of Agricultural Modernization, 1997,18(1):31–35

[36]鄭家國(guó),張洪松,熊洪.西南雜交稻目標(biāo)產(chǎn)量生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范[M].成都:四川科學(xué)技術(shù)出版社,2008:1–37 Zheng J G,Zhang H S,Xiong H.Production Technology Standard of Target Yield for Hybrid Rice in South-west District of China[M].Chengdu:Sichuan Agricultural Science and Technology Publishers,2008:1–37

[37]徐富賢,熊洪,張林,等.西南稻區(qū)雜交中稻產(chǎn)量的地域差異及其高效施氮量研究[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2012, 18(2):273–282 Xu F X,Xiong H,Zhang L,et al.Regional yield variations and optimized application amounts of nitrogen of mid-season hybrid rice in Southwest China[J].Journal of Plant Nutrition and Fertilizer,2012,18(2):273–282

[38]田中孝幸.水稻的基礎(chǔ)生理和生態(tài)[M].朱慶森,沈德余, 譯.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1987:1–24 Tian Z X X.The Basic Physiology and Ecology of Rice[M]. Zhu Q S,Shen D Y,Trans.Shanghai:Shanghai Sciences and Technology Press,1987:1–24

[39]凌啟鴻,張洪程,蔡建中,等.水稻高產(chǎn)群體質(zhì)量及其優(yōu)化控制探討[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),1993,26(6):1–11 Ling Q H,Zhang H C,Cai J Z,et al.Investigation on the population quality of high yield and its optimizing control programme in rice[J].Scientia Agricultura Sinica,1993,26(6): 1–11

[40]凌啟鴻,蘇祖芳,張海泉.水稻成穗率與群體質(zhì)量的關(guān)系及其影響因素的研究[J].作物學(xué)報(bào),1995,21(4):463–469 Ling Q H,Su Z F,Zhang H Q.Relationship between earbearing tiller percentage and population quality and its influential factors in rice[J].Acta Agronomica Sinica,1995, 21(4):463–469

[41]蔣彭炎,洪曉富,馮來(lái)定,等.水稻中期群體成穗率與后期群體光合效率的關(guān)系[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),1994,27(6):8–14 Jiang P Y,Hong X F,Feng L D,et al.Relation between percentage of ear-bearing of colony in the middle phase and photosynthesis efficiency in the late in rice[J].Scientia Agricultura Sinica,1994,27(6):8–14

[42]蔣彭炎,馮來(lái)定,史濟(jì)林,等.水稻三高一穩(wěn)栽培法的理論與技術(shù)[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1992,23(S):18–24 Jiang P Y,Feng L D,Shi J L,et al.The theory and technology of three high and one stable technique in rice culture[J]. Journal of Shandong Agricultural University,1992,23(S): 18–24

[43]徐富賢,熊洪,朱永川,等.川東南冬水田雜交中稻進(jìn)一步高產(chǎn)的栽培策略[J].作物學(xué)報(bào),2007,33(6):1004–1009 Xu F X,Xiong H,Zhu Y C,et al.Cultivation strategy of hybrid mid-season rice for further high yield in winter water-logged field in the southeast of Sichuan Province[J]. Acta Agronomica Sinica,2007,33(6):1004–1009

[44]徐富賢,鄭家奎,朱永川,等.冬水田雜交中稻小苗超稀栽培對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響[J].雜交水稻,2003,18(3):40–43 Xu F X,Zheng J K,Zhu Y C,et al.Effects of the cultivation by super sparse transplanting of small seedlings on the growth of medium hybrid rice in winter waterlogged fields[J].Hybrid Rice,2003,18(3):40–43

[45]徐富賢,鄭家奎,朱永川,等.川東南雜交中稻超稀栽培對(duì)稻米整精米率和堊白粒率的影響[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào),2004, 28(5):686–691 Xu F X,Zheng J K,Zhu Y C,et al.Effect of super sparse cultivation on head milled rice percentage and chalkiness in hybrid rice varieties in the eastern and southern districts of Sichuan Province[J].Acta Phytoecologica Sinica,2004,28(5): 686–691

[46]鄭家國(guó),譚中和.四川水稻旱育秧栽培技術(shù)研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),1994,7(4):13–19 Zheng J G,Tan Z H.Studies on the cultural techniques of drily raised rice seedlings in Sichuan Province[J].Southwest China Journal of Agricultural Sciences,1994,7(4):13–19

[47]洪松,徐富賢.雜交中稻蓄留再生稻的旱育中苗技術(shù)研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1994,17(S):45–51 Hong S,Xu F X.Studies on the cultural techniques of mid-seedlings for upland rice seedling in mid-hybridratooning rice[J].Journal of Agricultural University of Hebei, 1994,17(S):45–51

[48]徐富賢,洪松.水稻旱育秧的增產(chǎn)原理與應(yīng)用效果評(píng)價(jià)[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),1996,9(4):12–16 Xu F X,Hong S.Rationale for grain yield increase from upland rice seedling and grain yield increase effects in different ecological zones of Sichuan Province[J].Southwest China Journal of Agricultural Sciences,1996,9(4):12–16

[49]鄭圣先,廖育林,楊曾平,等.湖南雙季稻種植區(qū)不同生產(chǎn)力水稻土肥力特征的研究[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2011, 17(5):1108–1121 Zheng S X,Liao Y L,Yang Z P,et al.Studies on fertility characteristics of different productive paddy soils in double-rice copping regions of Hunan Province[J].Plant Nutrition and Fertilizer Science,2011,17(5):1108–1121

[50]張秀芝,易瓊,朱平,等.氮肥運(yùn)籌對(duì)水稻農(nóng)學(xué)效應(yīng)和氮素利用的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2011,17(4):782–788 Zhang X Z,Yi Q,Zhu P,et al.Agronomic responses to nitrogen application and nitrogen utilization in rice fields[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science,2011,17(4):782–788

[51]楊梢娜,俞巧鋼,葉靜,等.施氮水平對(duì)雜交晚粳“浙優(yōu)12”產(chǎn)量及氮素利用效率的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2010,16(5):1120–1125 Yang S N,Yu Q G,Ye J,et al.Effects of nitrogen fertilization on yield and nitrogen use efficiency of hybrid rice[J].Plant Nutrition and Fertilizer Science,2010,16(5):1120–1125

[52]王偉妮,魯劍巍,陳防,等.湖北省水稻施肥效果及肥料利用效率現(xiàn)狀研究[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2010,16(2): 289–295 Wang W N,Lu J W,Chen F,et al.Study on fertilization effect and fertilizer use efficiency of rice in Hubei Province[J].Plant Nutrition and Fertilizer Science,2010,16(2):289–295

[53]徐富賢,熊洪.水稻地膜育秧膜內(nèi)外氣溫關(guān)系及其應(yīng)用[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1998,16(2):242–245 Xu F X,Xiong H.Relation between temperatures in film and out film for lowland seedling and upland seedling in thiner film of rice and it’s applying[J].JournalofSichuan Agricultural University,1998,16(2):242–245

[54]彭少兵,黃見(jiàn)良,鐘旭華,等.提高中國(guó)稻田氮肥利用率的研究策略[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2002,35(9):1095–1103 Peng S B,Huang J L,Zhong X H,et al.Research strategy in improving fertilizer-nitrogen use efficiency of irrigated rice in China[J].Scientia Agricultura Sinica,2002,35(9):1095–1103

[55]孫永健,孫園園,劉樹(shù)金,等.水分管理和氮肥運(yùn)籌對(duì)水稻養(yǎng)分吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)及分配的影響[J].作物學(xué)報(bào),2011,37(12): 2221–2232 Sun Y J,Sun Y Y,Liu S J,et al.Effects of water management and nitrogen application strategies on nutrient absorption, transfer,and distribution in rice[J].Acta Agronomica Sinica, 2011,37(12):2221–2232

[56]杜曉東,趙宏偉,王敬國(guó),等.氮肥運(yùn)籌對(duì)寒地粳稻淀粉合成關(guān)鍵酶活性及淀粉積累的影響[J].作物學(xué)報(bào),2012,38(1): 159–167 Du X D,Zhao H W,Wang J G,et al.Changes in starch accumulation and activity of enzymes associated with starch synthesis under different nitrogen applications in Japonica rice in cold region[J].Acta Agronomica Sinica,2012,38(1): 159–167

[57]霍中洋,張洪程,吳桂成,等.超級(jí)粳稻單產(chǎn)800kg/667m2氮素吸收特點(diǎn)及施氮模式的構(gòu)建[J].中國(guó)稻米,2012,18(6): 10–13 Huo Z Y,Zhang H C,Wu G C,et al.Characteristics of nitrogen uptake and construction of nitrogen application pattern of Japonica rice yielding 800 kg/667 m2grains[J]. China Rice,2012,18(6):10–13

[58]李武,唐湘如.穗肥增氮對(duì)超級(jí)稻產(chǎn)量、品質(zhì)及源庫(kù)特性的影響[J].中國(guó)稻米,2010,16(3):9–11 Li W,Tang X R.Effects of increasing panicle N-fertilizer on yield,quality and source-sink characteristics of super rice[J]. China Rice,2010,16(3):9–11

[59]徐富賢,張林,熊洪,等.冬水田雜交中稻川香優(yōu)9838的高產(chǎn)栽培技術(shù)與植株性狀研究[J].中國(guó)稻米,2009,15(6): 32–35 Xu F X,Zhang L,Xiong H,et al.High-yielding cultivation technology and plant characters for a mid-season hybrid rice combination Chuanxiangyou 9838[J].China Rice,2009,15(6): 32–35

[60]仇少君,趙士誠(chéng),苗建國(guó),等.氮素運(yùn)籌對(duì)兩個(gè)晚稻品種產(chǎn)量及其主要構(gòu)成因素的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2012,18(6):1326–1335 Qiu S J,Zhao S C,Miao J G,et al.Effect of different N management practices on yield and its main formed factors in two laterseason ricegenotypes[J].PlantNutrition and Fertilizer Science,2012,18(6):1326–1335

[61]馮惟珠,徐茂,季春梅,等.施氮肥時(shí)期對(duì)土壤供氮、稻株吸氮及產(chǎn)量的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)研究,2000,21(3):16–21 Feng W Z,Xu M,Ji C M,et al.Effect of nitrogen fertilizer regime on soil nutrient supplying,yield and its nitrogen uptaking of rice plant[J].Jiangsu Agricultural Research,2000, 21(3):16–21

[62]陶詩(shī)順,向珣朝,張清東.重穗型雜交稻拋秧栽培施氮技術(shù)探討[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2002,15(3):39–42 Tao S S,Xiang X C,Zhang Q D.Studies on application methods of N fertilizer in scattered-transplanting cultivation of large panicle hybrid rice[J].Southwest China Journal of Agricultural Sciences,2002,15(3):39–42

[63]徐富賢,熊洪,朱永川,等.雜交中稻粒肥高效施用量與齊穗期SPAD值關(guān)系研究[J].作物學(xué)報(bào),2007,33(3):449–454 Xu F X,Xiong H,Zhu Y C,et al.Relationship between the efficient amount of nitrogen application for grain filling and the SPAD value at full panicle stage in mid-season hybrid rice[J].Acta Agronomica Sinica,2007,33(3):449–454

[64]徐富賢 熊洪.川東南冬水田地區(qū)秈稻良種高產(chǎn)栽培規(guī)律研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2000,13(3):12–17 Xu F X,Xiong H.A study on high yield cultivation regularity of Indica rice varieties in the winter paddy field regions in the southeast Sichuan[J].Southwest China Journal of Agricultural Sciences,2000,13(3):12–17

[65]鐘海明,黃愛(ài)明,劉建萍,等.雜交水稻強(qiáng)化栽培增產(chǎn)效果及經(jīng)濟(jì)效益分析[J].雜交水稻,2003,18(4):45–46 Zhong H M,Huang A M,Liu J P,et al.Analysis on the yield-increasing effect and economic benefits of the system of rice intensification(SRI)in hybrid rice[J].Hybrid Rice,2003, 18(4):45–46

[66]許鳳英,馬均,王賀正,等.強(qiáng)化栽培條件下水稻的根系特征及其與產(chǎn)量形成的關(guān)系[J].雜交水稻,2003,18(4):61–65 Xu F Y,Ma J,Wang H Z,et al.The characteristics of roots and their relation to the formation of grain yield under the cultivation by system of rice intensification(SRI)[J].Hybrid Rice,2003,18(4):61–65

[67]馬均,陶詩(shī)順,田彥華,等.水稻強(qiáng)化栽培試驗(yàn)初報(bào)[J].雜交水稻,2002,17(5):42–44 Ma J,Tao S S,Tian Y H,et al.A preliminary report of the experiment on the system of rice intensification[J].Hybrid Rice,2002,17(5):42–44

[68]徐富賢,熊洪,朱永川,等.冬水田雜交中稻組合類型對(duì)強(qiáng)化栽培的適應(yīng)性[J].作物學(xué)報(bào),2005,31(4):493–497 Xu F X,Xiong H,Zhu Y C,et al.Adaptation of mid-season hybrid riceto theintensivecultivatesystem in winter water-logged field[J].Acta Agronomica Sinica,2005,31(4): 493–497

[69]杜永,王艷,王學(xué)紅,等.黃淮地區(qū)不同粳稻品種株型、產(chǎn)量與品質(zhì)的比較分析[J].作物學(xué)報(bào),2007,33(7)1079–1085 Du Y,Wang Y,Wang X H,et al.Comparisons of plant type, grain yield,and quality of different Japonica rice cultivars in Huanghe-Huaihe river area[J].Acta Agronomica Sinica,2007, 33(7):1079–1085

[70]曾勇軍,石慶華,潘曉華,等.長(zhǎng)江中下游雙季稻高產(chǎn)株型特征初步研究[J].作物學(xué)報(bào),2009,35(3):546–551 Zeng Y J,Shi Q H,Pan X H,et al.Preliminary study on the plant type characteristics of double cropping rice in middle and lower reaches of Changjiang River[J].Acta Agronomica Sinica,2009,35(3):546–551

[71]楊建昌,王朋,劉立軍,等.中秈水稻品種產(chǎn)量與株型演進(jìn)特征研究[J].作物學(xué)報(bào),2006,32(7):949–955 Yang J C,Wang P,Liu L J,et al.Evolution characteristics of grain yield and planttype formid-season Indica rice cultivars[J].Acta Agronomica Sinica,2006,32(7):949–955

[72]周開(kāi)達(dá),汪旭東,李仕貴,等.亞種間重穗型雜交稻研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),1997,30(5):91–93 Zhou K D,Wang X D,Li S G,et al.The study on heavy panicle type of inter-subspecific hybrid rice(Oryza sativa L.)[J].Scientia Agricultura Sinica,1997,30(5):91–93

[73]徐富賢,張林,熊洪,等.雜交中稻組合對(duì)冬水田不同栽培模式的適應(yīng)性研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2014,27(2):541–548 Xu F X,Zhang L,Xiong H,et al.The study on the adaptation of mid-season hybrid rice to different cultivation models in winter water-logged field[J].Southwest China Journal of Agricultural Sciences,2014,27(2):541–548

[74]徐富賢,張林,熊洪,等.冬水田雜交中稻品種適應(yīng)氮肥后移的篩選指標(biāo)[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2014,20(6): 1329–1337 Xu F X,Zhang L,Xiong H,et al.The criterion for the rice hybrids suitable for shifting partial nitrogen fertilizer from basal-tillering to panicle initiation in water-logged paddy fields[J].Journal of Plant Nutrition and Fertilizer,2014,20(6): 1329–1337

[75]張洪程,龔金龍.中國(guó)水稻種植機(jī)械化高產(chǎn)農(nóng)藝研究現(xiàn)狀及發(fā)展探討[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,47(7):1273–1289 Zhang H C,Gong J L.Research status and development discussion on high-yielding agronomy of mechanized planting rice in China[J].Scientia Agricultura Sinica,2014,47(7): 1273–1289

[76]張洪程,李杰,戴其根,等.機(jī)插稻“標(biāo)秧、精插、穩(wěn)發(fā)、早擱、優(yōu)中、強(qiáng)后”高產(chǎn)栽培精確定量關(guān)鍵技術(shù)[J].中國(guó)稻米, 2010,16(5):1–6 Zhang H C,Li J,Dai Q G,et al.Key techniques of the model for precise quantitative high-yielding cultivation of machine-transplanting rice“standardizing seedlings,precisely transplanting,steadily growing,earlier drainage,optimizing middle-stage,strengthening later-stage”[J].China Rice,2010, 16(5):1–6

[77]蘇柏元,朱德峰.超級(jí)稻甬優(yōu)12機(jī)插單產(chǎn)1000kg/667m2的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與配套栽培技術(shù)[J].中國(guó)稻米,2013,19(4): 97–100 SuB Y,ZhuD F.Yieldcomponentsandmechanical transplanting cultivation techniques of super rice Yongyou 12 for 1000 kg/667 m2[J].China Rice,2013,19(4):97–100

[78]徐富賢,張林,熊洪,等.冬水田雜交中稻機(jī)插秧的高產(chǎn)配套技術(shù)研究[J].中國(guó)稻米,2016,22(3):52–56 Xu F X,Zhang L,Xiong H,et al.High yield cultivation techniquesofmedium season hybrid rice formachine transplanting in winter water-logged field[J].China Rice, 2016,22(3):52–56

[79]Haytham M E,Hassaanein M K,Zahoor A,et al.Rice strawseedbed for producing rice seedling mat[J].International Journal of Sustainable Agriculture,2010,2(2):26–33

[80]陳惠哲,朱德峰,王廣,等.稻草機(jī)插秧盤(pán)育秧對(duì)水稻秧苗生長(zhǎng)及產(chǎn)量形成的影響[J].中國(guó)稻米,2013,19(4):19–22 Chen H Z,Zhu D F,Wang G,et al.Effects of raising seedling in rice straw tray on growth and yield formation of mechanical transplanted rice[J].China Rice,2013,19(4):19–22

[81]徐富賢,熊洪,張林,等.再生稻產(chǎn)量形成特點(diǎn)與關(guān)鍵調(diào)控技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,48(9):1702–1717 Xu F X,Xiong H,Zhang L,et al.Progress in research of yield formation ofratooning rice and its high-yielding key regulation technologies[J].Scientia Agricultura Sinica,2015, 48(9):1702–1717

[82]凌啟鴻,張洪程,丁艷鋒,等.水稻精確定量栽培理論與技術(shù)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2007:57–135 Ling Q H,Zhang H C,Ding Y F,et al.Theory and Technology of Rice Precise Quantitative[M].Beijing:China Agriculture Press,2007:57–135

[83]朱德峰.水稻強(qiáng)化栽培技術(shù)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2006:17–30 Zhu D F.Rice Intensive Cultivate System Technology[M]. Beijing:China Agriculture Press,2006:17–30

[84]鄒應(yīng)斌,夏勝平.超級(jí)稻“三定”栽培理論與技術(shù)[M].長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2011:121–127 Zhou Y B,Xia S P.Theory and Technology of“Three-Determination”Cultivation for Super Rice[M].Changsha: Hunan Science and Technology Press,2011:121–127

[85]郭曉藝,張林,徐富賢,等.雜交中稻葉片SPAD值的田間測(cè)定方法研究[J].中國(guó)稻米,2010,16(5):16–20 Guo X Y,Zhang L,Xu F X,et al.Study on field determination methods of SPAD in leaves in middle hybrid rice[J].China Rice,2010,16(5):16–20

[86]雷小龍,劉利,茍文,等.種植方式對(duì)雜交秈稻植株抗倒伏特性的影響[J].作物學(xué)報(bào),2013,39(10):1814–1825 Lei X L,Liu L,Gou W,et al.Effects of planting methods on culm lodging resistance of Indica hybrid rice(Oryza sativa L.)[J].Acta Agronomica Sinica,2013,39(10):1814–1825

Research progresses and prospects of sink-source structures and optimal regulation of high-yield varieties of hybrid rice in China*

XU Fuxian1,2,XIONG Hong1,2,ZHANG Lin1,2,ZHU Yongchuan1,2,LIU Mao1,2, JIANG Peng1,2,GUO Xiaoyi1,ZHOU Xingbing1
(1.Rice and Sorghum Research Institute,Sichuan Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Southwest Rice Biology and Genetic Breeding,Ministry of Agriculture,Deyang 618000,China;2.Luzhou Branch of National Rice Improvement Center,Luzhou 646100,China)

Exploring sink-source structures of high-yield rice varieties is generally significant for breeding practices.Highyield cultivation mode of large-scale rice production was determined based on sink-source characteristics of high-yield rice varieties,key indicators of ecological conditions,soil fertility of planted areas and high-yield cultivation techniques.As a result,it was not only saved manual labor and financial resources needed for the study of cultivation techniques of new varieties,but also accelerated the processes of demonstration and promotion of new varieties.In view of the reported data and research results of decades(over 20 years)of studies,sink-source structures of hybrid rice for high-yield varieties and the research progress on optimal control were summarized in this paper.The main results included:(1)High-yield rice varieties with 160–220 grains per panicle not only had coordinated contradictions between sinks and sources,but also improved photosynthetic efficiency.For big-panicle rice varieties,special attention was needed for the proper fertilizer application to increase grain filling and full use of the photosynthetic function of lower leaves in order to improve seed setting rate and 1000-grain weight.(2)A high-yield cultivation strategy of hybrid mid-rice with sparse cultivation was adopted with increased nitrogen application and photosynthetic source replenished so as to maintain normal grain filling under high grain-leaf ratio conditions.Increase in grain yield of upland rice seedlings over wet rice seedlings was significantly positively correlated with altitude,while it was significantly negatively correlated with yield of wet rice seedlings.Optimized application of nitrogen in hybrid rice was significantly influenced by ecological site conditions and soil nutrient states.Yield-increasing effects of the postponed nitrogen application and optimized application of nitrogen were strongly negatively correlated with soil fertility.Increase in grain yield was due to increased effective panicle number and 1000-grain weight.Highly significant negative correlations were noted between efficient nitrogen application(Y,kg·hm-2)for grain filling and SPAD value(X)of the first leaf from top at full panicle stage,Y=-30.798X+ 1 340.9 and R2=0.911 4.A management technique of high-yield,water-saving rice was developed.(3)Transplanting density had significant negative correlation separately with grains number per panicle and applied N amount for varieties. There was significant effect of intensive cultivation system on yield increase,compared with traditional cultivation.A negative correlation was also noted between increased yield and grains number per panicle among varieties.Hybrid rice with less than 170 grains per panicle in traditional cultivation was suitable for intensive cultivation.Grain yield differences were caused by 2 different fertilization modes:nitrogen fertilizer shifted from basal tillering to panicle initiation(PBSP) stage and heavy basal N plus top-dressing at early tillering stage.Negative correlation was also observed between grain yield increase due to postponed nitrogen application difference(Y)and grains number per panicle(X),i.e.,Y=2 607.9-11.02X(R2=0.630 8).Hybrid rice cultivars with grains number per panicle less than 237 were suitable for PBSP fertilization.This research focused mainly on the theory and technique of optimal control of hybrid rice and then pointed out future research directions.The future researches should focuse on sink-source structures of hybrid rice varieties adaptable to mechanical transplanting and harvesting,early diagnosis and optimal fertilization techniques needed for high yields.Also early detection and prevention mechanisms of lodging and cultivation technique of hybrid rice were needed for reduced nitrogen use,increased yield and high-production efficiency.

Hybrid rice;High yield variety;Sink-source structure;Optimized control;Postponed nitrogen application; Nitrogen application rate;Grain number per panicle

S511

A

1671-3990(2016)10-1285-15

10.13930/j.cnki.cjea.160424

* 國(guó)家水稻產(chǎn)業(yè)體系(CARS-01-29)、農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)專項(xiàng)(200903002,201003016)和科技部重大科技支撐專項(xiàng)糧食科技豐產(chǎn)工程(2011BAD16B05-1)資助

徐富賢,主要從事水稻栽培、生理、生態(tài)研究。E-mail:xu6501@163.com

2016-05-09 接受日期:2016-07-02

* This work was supported by the China Agriculture Research of National Rice Industry System(CARS-01-29),the Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest(200903002,201003016),and the National Grain Bumper Science and Technology Project (2011BAD16B05-1).

Received May 9,2016;accepted Jul.2,2016